棉杆沼气发酵潜力的研究

以棉杆为原料,在中温(35±2)℃条件下研究了棉杆的沼气发酵潜力及发酵过程中纤维素、半纤维素和木质素的降解特征.结果表明,在250mL三角瓶中发酵53d,棉杆的沼气发酵潜力为202mL/g;发酵过程中,棉杆中纤维素和半纤维素的降解率分别为12.4%和21.0%,木质素基本没有降解.同时,在常温(28±2)℃条件下比较了棉杆、麦秆、稻秆和玉米秆等不同秸秆原料的沼气发酵产气量,结果棉杆的沼气发酵潜力低于其它3种秸秆原料.尽管如此,棉杆仍不失为一种有开发利用前景的潜在生物质能源,对棉杆资源的可开发性进行了探讨.     

牛粪水稻秸秆厌氧共发酵产沼气操作参数优化

在牛粪中添加水稻秸秆进行厌氧共发酵产沼气,考察接种量、发酵温度、原料固体含量对发酵产沼气效果的影响。结果表明:厌氧发酵接种是必需的,随着接种量增多产气量增大,适宜的接种比例为10%(质量比);常温、中温(36℃)和高温(55℃)3种温度条件下,中高温发酵产气效果较好,中温更适合发酵;在20%、10%、5%(质量比)3种固体含量条件下,固体含量越大产气量波动越大,10%固体含量产气效果最好,发酵前30天累积产气量可达4 710 m L,容积产气率为0.313 m~3/(m~3·d)。本试验所得的结果可为牛粪水稻秸秆厌氧共发酵的实际应用提供参考。     

小麦秸秆厌氧干发酵气肥联产试验研究

研究了小麦秸秆中温厌氧干发酵条件对沼气产量以及发酵残留物中有机质、氮、磷、钾含量的影响.结果表明,提高接种量可以提高沼气产量和甲烷含量,但过多的接种量会使单位总固体质量的沼气产量和甲烷产量降低.小麦秸秆厌氧干发酵产肥兼顾产气的最佳发酵条件为发酵料总固体含量为25％、秆渣质量比为1∶10,在保证较高产气量的同时,可较好地保留发酵残留物中的营养成分,能提供肥效良好的有机肥料.     

沼气产量影响因子研究

【目的】综合研究秸秆类型、粪秆配比及温度对沼气产量的影响,为提高沼气产量提供理论依据。【方法】在室内模拟农村户用沼气发酵过程,运用信息熵原理,研究了秸秆类型(稻秆、麦秆、玉米秆)、鸡粪与秸秆配比(干物质质量比分别为1∶1,2∶1,3∶1)、发酵温度(20～40℃)、尿素、纤维素酶等因子对沼气产量的影响。【结果】在20～40℃,稻秆、麦秆、玉米秆与鸡粪配比时,沼气总产气量分别为407321.6,413096,478417.9mL,玉米秆-鸡粪组合沼气产量较麦秆-鸡粪组合和稻秆-鸡粪组合分别高17.6%和15.5%。鸡粪与秸秆配比显著影响沼气产量,表现为2∶1>1∶1>3∶1。在20～30℃,沼气产量随温度的升高逐渐增加,在30～35℃时达最大值,之后逐渐降低。沼气产量与温度呈一元二次回归关系,各处理最高沼气产量对应最佳温度为32～35℃。20℃发酵中期(28d),向发酵液料中分别添加尿素和纤维素酶均能明显增加沼气产量,分别平均提高93.7%和40.9%。信息熵原理k值表明,温度是影响沼气产量的首要因子,其次是鸡粪与秸秆配比,秸秆类型的影响最小。在20℃发酵中期,鸡粪与秸秆配比对沼气产量的影响高于外来添加物质尿素和纤维素酶。【结论】鸡粪与玉米秆按2∶1配比、发酵温度控制在32～35℃,可获得较高沼气产量。沼气产量是秸秆类型、鸡粪与秸秆配比、发酵温度及外源物(如尿素和纤维素酶)综合作用的结果,合理调控各因子可获得较高的沼气产量。     

不同秸秆厌氧发酵产沼气潜力研究

农作物秸秆沼气资源的开发和利用可以有效缓解能源匮乏及环境污染等问题。在中温(35℃)条件下,采用批式试验,通过产气量、甲烷含量、挥发性有机酸、Modified Gompertz方程等综合评价水稻秸秆、干黄玉米秸秆、青贮玉米秸秆、烟草秸秆生产沼气的潜力。结果表明:在处理24 d时,玉米青贮秸秆、玉米干黄秸秆、水稻秸秆、烟草秸秆的累积产气量分别是774.72、628.77、669.99、577.53 m L;玉米青贮秸秆的日最高产气量是118.75 m L,水稻秸秆的日最高产气量是108.5 m L,其次是烟草秸秆和干黄玉米秸秆;4种秸秆的甲烷含量均超过60%,其中青贮玉米秸秆的甲烷含量最高值达到67.3%;4种秸秆的产沼气潜力分别是青贮玉米秸秆水稻秸秆干黄玉米秸秆烟草秸秆,其值分别为140.08、125.08、106.80、76.49 m L。本研究为不同秸秆资源的清洁利用提供了理论基础。     

稻草与猪粪混合厌氧消化特性研究

在中温条件下(35℃),研究了稻草中添加猪粪对厌氧消化过程的影响,分析了消化过程中日产气量、累积产气量、甲烷含量、pH、挥发性脂肪酸以及硝态氮和氨态氮的变化.结果表明,将猪粪与稻草混合厌氧消化产沼气可以顺利进行,混合物的VS产气量为330.14 L·kg-1VS,沼气中甲烷含量为62.88%,添加猪粪对稻草产气量和有机酸的影响不明显,但对发酵过程中可能出现的酸积累有一定的缓冲作用.添加猪粪可以大幅提高发酵液中NO3-N含量,较稻草的处理提高34.53%,对提高消化液的肥料价值有重要意义.因此,将稻草与猪粪混合厌氧消化产沼气是完全可行的.     

不同配比鸡粪、猪粪与玉米秆混合发酵的产气效果

【目的】研究鸡粪、猪粪与玉米秆不同配比对混合厌氧发酵产气效果的影响,为提高混合原料厌氧发酵产气效率提供依据。【方法】采用自行研究设计的可控性恒温厌氧发酵装置,在恒温35℃和料液总固体质量分数为8%的条件下,以常温厌氧发酵沼气池的发酵底物沼液为接种物,研究鸡粪、猪粪与玉米秆按4种不同配比(干物质质量比分别为3∶1,2∶1,1∶1,1∶2)混合发酵对产气效果的影响。【结果】在35℃条件下,鸡粪与玉米秆、猪粪与玉米秆均以2∶1配比的产气效果最好,其中鸡粪与玉米秆混合的平均累积产气量最高,为13 493 mL,其次是猪粪与玉米秆,平均累积产气量为12 433 mL。通过模型预测,当鸡粪与玉米秆配比为1.81∶1、猪粪与玉米秆配比为1.86∶1时,可获得最大累积产气量,分别为17 000和15 246 mL。【结论】鸡粪、猪粪与玉米秆混合发酵的配比决定着沼气的产量与产气速率,而发酵周期的长短与配比无关。在鸡粪与玉米秸秆和猪粪与玉米秸秆配比均为2∶1时,沼气产量最大,产气速率峰值最大,产气效果最好。     

猪粪和玉米秸秆混合发酵产沼气特性研究

东北地区猪粪与玉米秸秆是养殖业和农业主要的废弃物类型之一,为了充分把两种废弃物通过厌氧生物处理途径进行资源化,研究探讨猪粪和玉米秸秆不同配比下混合厌氧发酵产沼气的特征。在中温(37±1℃)条件下,总固体含量(TS)为8%,将猪粪与玉米秸秆分别按照不同干重比(1∶0、2∶1、1∶1、1∶2)进行批次厌氧发酵。结果表明,粪秆比2∶1,累积产生的沼气量和TS生甲烷率均最高,分别为306 mL·g^-1和138 mL·g^-1,较粪秆比1∶0处理组提高18.5%和8.4%,木质纤维的的降解率比粪秆比1∶0高5.23%。木质纤维素降解量与累积产沼气量显著相关(P<0.05)。     

温度对畜禽粪便稻草混合干式厌氧发酵的影响

通过在畜禽粪便中添加稻草进行混合干式发酵来产生沼气,在发酵原料C/N=28.3、TS=21.3%的条件下,研究了常温、中温(36℃)和高温(55℃)条件对畜禽粪便稻草混合干式厌氧发酵产沼气性能的影响.结果表明,常温组启动慢,日产气量少,不宜进行干式发酵;中、高温条件下干式发酵具有较好的产气效果,中温是较为合适的发酵温度.中温组和高温组的有机负荷率分别为1.69kg·m-3·d-1和1.89 kg·m-3·d-1,TS产气率分别为0.237 m3·kg-1和0.208 m3·kg-1,池容产气率分别为0.401 m3·m-3·d-1和0.393 m3·m-3·d-1,实验研究结果对干式发酵的实际应用具有一定的指导意义.     

稻草秸秆厌氧发酵产沼气研究

[目的]对影响稻草秸秆厌氧生产生物沼气的重要因素进行分析,以提高产气率,最大限度地提高秸秆原料利用率。[方法]采用单因素法对南京工业大学沼气站生产沼气的接种量、总固体含量、碳氮比进行分析。[结果]沼气站厌氧发酵的最优条件为接种量34%,总固体含量6%,碳氮比25∶1。经验证,最优配比下的总产气量比目前常用的发酵条件(接种量50%,总固体含量5.6%,碳氮比22∶1)下的总产气量提高了27.60%。[结论]为进一步研究利用秸秆发酵产沼气提供了依据。